Учебно-исследовательская работа: «Экология и поведение лесных муравьёв»
Вряд ли найдется человек, который хоть раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых. Куда бы мы не отправились – в лес, на луг, в болото – всюду встретим муравьёв. Наиболее известный всем вид — рыжие лесные муравьи, строящие муравейники из хвои и веточек. В европейской части страны обитает 40, а всего в мире насчитывается более 8 000 видов этих насекомых. И каждый их этих видов имеет свои особенности. Нас привлекает в муравьях прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. Муравьи относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабливаются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам. Муравьи — вечные строители. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложной и рациональной архитектоникой. Муравьям свойственно особое качество — «социальность», то есть обязательное существование только сообществами (семьями, общинами). Именно это качество позволило муравьям занять почетное место в мире беспозвоночных животных.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Учебно-исследовательская работа: «Экология и поведение лесных муравьёв» | 653.5 КБ |
Предварительный просмотр:
МКОУ «Михайловская средняя общеобразовательная школа
имени Героя Советского Союза В.Ф.Нестерова»
Черемисиновского района Курской области
Юниорский лесной конкурс «Подрост»
Номинация «Экология лесных животных»
«Экология и поведение лесных муравьёв»
Автор: Кепова Людмила
Руководитель: Дубровкина Елена Васильевна
Список использованной литературы ………………………………………
Вряд ли найдется человек, который хоть раз не останавливался возле муравейника, завороженный таким далеким и в то же время необъяснимо близким нам миром этих удивительных насекомых. Куда бы мы не отправились – в лес, на луг, в болото – всюду встретим муравьёв. Наиболее известный всем вид — рыжие лесные муравьи, строящие муравейники из хвои и веточек. В европейской части страны обитает 40, а всего в мире насчитывается более 8 000 видов этих насекомых. И каждый их этих видов имеет свои особенности. Нас привлекает в муравьях прежде всего то, что во многих их действиях мы можем найти какое-то подобие наших собственных дел и проблем. Муравьи относятся к тем немногим живым существам, которые не только сами приспосабливаются к среде обитания, но и активно перестраивают окружающий мир применительно к своим нуждам, своим задачам. Муравьи — вечные строители. Гнезда многих видов поражают своими размерами, сложной и рациональной архитектоникой. Муравьям свойственно особое качество — «социальность», то есть обязательное существование только сообществами (семьями, общинами). Именно это качество позволило муравьям занять почетное место в мире беспозвоночных животных.
С давних времен жизнь трудолюбивых муравьев была для людей предметом постоянных наблюдений и живейшего интереса. Еще в древних сказаниях, поэтических произведениях и даже в Библии уделялось внимание этим перепончатокрылым насекомым. Однако, несмотря на долгий период изучения муравьев, мы еще многого о них не знаем.
Появились муравьи на нашей планете двести миллионов лет назад. Предки современных муравьев были подземными хищниками, лишь значительно позднее они освоили поверхность земли и залезли на деревья. С течением времени одни формы муравьев вымирали, другие появлялись, и сейчас ученые насчитывают около восьми тысяч различных видов.
Муравьиные сообщества имеют сложную структуру. Есть семья, занимающая гнездо (у некоторых – несколько гнезд). Внутри семьи есть группы с постоянным составом, со своим сектором гнезда. Они могут отделиться, образовав дочерние семьи. С материнской они поддерживают регулярные родственные отношения. Такой комплекс называется колонией. Несколько колоний могут быть объединены в одну федерацию. Что же связывает эти группировки друг с другом?
Их связывает обмен. Муравьи интенсивно меняются личинками, куколками, даже взрослыми особями, ну и, конечно, пищей. Набравшись сладкой медвяной росы, муравей передает ее встречным товарищам, те – другим и т. д. Ежедневно внушительный поток веществ вливается в муравейник и растекается по нему, охватывая не только взрослых, но и личинок, яйца. Таким же путем, как по эстафете, передаются выделения различных желез, ферменты. Это регулирует жизнь муравейника. Как видите, ответить на вопрос «где обедал муравей?» однозначно нельзя: он может сделать это в любом месте, встретив более сытого собрата.
В наших лесах распространенным видом являются рыжие лесные муравьи ( Fjrmica rufa) .
Живут муравьи семьями. В гнезде рыжего лесного муравья бывает около одного миллиона жителей. Муравьи имеют три основные касты: самцы, самки и рабочие особи, являющиеся бесполыми самками. В жизни муравьев существует возрастной и кастовый полиэтизм. Под возрастным полиэтизмом подразумевают смену «профессиональной» деятельности муравьев в течение жизни. Если различные функции в гнезде выполняют муравьи одного возраста, но разных размеров и строения, то речь идет о кастовом полиэтизме.
Гнезда у муравьев очень разнообразны: моховые и земляные кочки, холмики из земляных комочков и растительных остатков. В среднем на постройку одного гнезда используется четыре-пять миллионов хвоинок и веточек.
Ориентируются муравьи в пространстве по наземным предметам, а также по свету солнца. Особую систему восприятия окружающей обстановки создают обладающие запахом химические вещества, выделяемые муравьями – феромоны.
Переговариваются муравьи друг с другом соприкосновением антенн, расположенных на голове. Так они передают различную информацию на понятном лишь им языке.
А какова роль муравьев в природе? Она огромна.
О муравьях известно как о наиболее полезных насекомых. Всем известна роль муравьев в биоценозе — ускорение разложения растительных остатков, снижение численности зимующих и стволовых вредителей, и тем самым содействие приросту древостоя. Во многих отношениях муравейник представляет собой удобный модельный объект для исследования принципов организации биологических систем, структуры популяции и ценозов и ряда важных для науки и практики проблем.
Изучение образа жизни муравейника, внегнездовой жизнедеятельности рыжих лесных муравьев мне представляется очень интересной и актуальной задачей. Муравьи разрыхляют почву, создавая условия для снабжения ее воздухом, ускоряют разложение растительных остатков и удобряют почву гумусом, уничтожают много насекомых – древоразрушителей, содействуя приросту древостоя. При этом листогрызущие насекомые составляют 90% из пищевого рациона. Муравьи – активные хищники. Они быстро переключаются на новые обильные источники пищи и таким образом могут подавлять вспышки размножения вредителей. С другой стороны, сами муравьи – прекрасная еда для певчих птиц, рябчиков, тетеревов, барсуков, лис, медведей.
Таким образом, муравьи могут подавлять очаги массового размножения вредителей. Радиус защитного действия среднего гнезда (диаметром около 1 метра и высотой купола 55 см) рыжих лесных муравьев от сосновой и других совок, пилильщиков, ряда пядениц – 30 метров, шелкопрядов и майских хрущей – 10 метров. Четыре средних гнезда на одном гектаре леса гарантируют защиту от листогрызущих насекомых – вредителей.
Кроме того, муравьи улучшают водный режим почвы и регулируют его кислотность. Под муравейником обычно она более легкая, менее кислая.
Тысячами незримых переплетенных нитей они связаны с другими живыми существами. В природе муравьиные гнезда используют кабаны и различные птицы в качестве «санитарных ванн», очищаясь таким образом от паразитов, нанося при этом вред муравейнику. Птицы не только употребляют муравьев внутрь, но и используют «снаружи». Они принимают «муравьиный душ» – купаются в муравейниках, засовывают муравьев под крылья, давят о перья. Эти «ванны» освобождают птиц от паразитов и, возможно, укрепляют здоровье – ведь лечат же ревматизм муравьиной кислотой!
Значение муравьев в природе возрастает еще и из-за того, что они являются одним из основных звеньев трофических цепей экосистем.
Сам муравейник – общежитие не только для муравьев, но и сотен различных мелких животных. И кого здесь только нет – пауки, клещи, многоножки, жуки, сверчки, гусеницы бабочек… Их привлекают сюда быстрое разложение веществ, высокая рыхлость почвы, стабильная температура, подходящая влажность. Некоторые сожители поедают в муравейнике всякие отбросы, мертвых муравьев, не прочь поживиться муравьиными личинками. К таким «гостям» хозяева относятся враждебно. Однако к большинству они довольно равнодушны, а кое к кому испытывают явную симпатию. Некоторые «гости» хорошо владеют муравьиным языком и легко выпрашивают питательные капельки у сытых муравьев.
Основы питания почти всех муравьёв составляют 2 источника. Первый, это насекомые. Муравьи охотятся или собирают уже мёртвых насекомых (мух, стрекоз, и т.п.)
Второй источник – это падь – сладкое выделение тлей. Связь муравьёв с тлями – это яркий пример «сотрудничества» в мире животных. Тли снабжают муравьёв пищей, а муравьи защищают их от врагов, переносит их на свежие побеги растений, а иногда и уносят их на зиму в муравейник.
Помимо этого муравьи могут питаться соком растений, нектаром, грибами, семенами. И хотя семена не являются их основной пищей, для жизни леса это очень важно. Многие лесные травы, например: фиалки, пролеска, и др. растения расселяют исключительно муравьи. Муравьи отгрызают придаток, а само семя не трогают, но переносят его при этом на большое расстояние. А в пустынях обитают муравьи, которые питаются исключительно семенами. Они поедают их целиком, но при переноске часть их теряется.
В пользе муравьев для человека не нужно никого убеждать: повышение плодородия почвы, уничтожение вредителей, увеличение численности полезных животных… Не случайно человек издавна обратил на них внимание, и муравьи стали первыми насекомыми, которых люди начали использовать для борьбы с вредителями. В седую старину жители Южной Аравии переносили муравейники с холмов в финиковые рощи для защиты драгоценных пальм. И сейчас человек повышает численность и расширяет ареал муравьев, расселяя их. Такие работы ведутся во многих странах Европы. Идут они и у нас. На Украине, например, было расселено свыше 200 тысяч муравейников. Конечно, далеко не всегда операция завершается успешно. Тем не менее, результаты изучаются, по крупицам накапливается опыт.
Из яда рыжих лесных муравьев раньше получали так называемый муравьиный спирт, который использовали для натирания.
Актуальность данной темы состоит в том, что численность муравьев на единицу площади в лесах очень велика, поэтому они оказывают существенное влияние на лесную экосистему. Как было сказано выше, муравьи играют в биоценозах огромную положительную роль. Вместе с тем, муравьи испытывают негативное влияние со стороны человека, когда чаще всего разрушаются муравейники или изменяется привычная для муравьев природная среда.
Однако сегодня муравьям (в первую очередь, рыжим лесным) нужно не столько расселение, сколько охрана. Муравейники массово гибнут при рубках леса, их варварски разоряют безграмотные туристы. Вокруг населенных пунктов, вдоль дорог и туристских маршрутов, в зонах массового отдыха муравьиных гнезд становится все меньше и меньше. Если дело так пойдет и дальше, то вскоре нужно будет думать не о расселении муравьев (расселять будет нечего), а об их занесении в Красную книгу.
К счастью, некоторые приметы позволяют сохранить определенный оптимизм. С 1971 года Всероссийское общество охраны природы и Министерство лесного хозяйства РСФСР проводят операцию «Муравей». В нее включаются лесхозы и школьные лесничества. Средства массовой информации раскрывают значение муравьев. Муравейники берутся на учет, наносятся на карты, огораживаются. На Украине, скажем, изгороди появились вокруг почти 230 тысяч муравьиных гнезд, что должно защитить их от диких кабанов и неразумных отдыхающих. Запрещен сбор муравьиных куколок на корм певчим птицам. Все чаще при лесозаготовках с лесосек главного пользования муравейники вывозятся и переселяются.
В 1973 году на всей территории Российской Федерации введена материальная ответственность за разорение муравейников. Например, за повреждение муравейника с диаметром основания один метр взыскивается 20 рублей, а за разорение двухметрового муравьиного дома – 114 рублей 50 копеек. Сумма удваивается, если муравейник находился в лесах заповедника, зеленой зоны предприятия или города, в полезащитном, курортном, городском лесу.
Все эти меры – только начало большого, сложного пути, со своими проблемами и трудностями. Будем надеяться на успех. Будем беречь муравьев.
…У древнегреческого историка Геродота записана легенда об огромных муравьях, добывающих из земли крупицы чистого золота. Но что такое это золото по сравнению с той действительной пользой, которую приносят муравьи природе и человеку?
Данное исследование проводится в нашей местности.
Гипотеза работы : муравьи оказывают существенное влияние на лесную экосистему.
Предмет исследования : муравейники в окрестностях поселка.
Объект исследования : рыжие лесные муравьи ( Fjrmica rufa) .
Цель работы : изучить характер поселений рыжего лесного муравья в биоценозе леса и оценить экологическое состояние леса.
- провести картирование гнезд рыжих лесных муравьев
- высчитать плотность распределения муравьев на изучаемой территории
- провести эксперименты по изучению внегнездовой деятельности муравьев
- выявить роль муравьев в экосистеме леса и предложить рекомендации по их охране.
Работа выполнялась в течение лета 2012 — 2013 года.
Для выполнения работы был выбран биоценоз леса, находящегося на северо-востоке поселка Михайловка. Рельеф участка равнинный. Климат умеренно-континентальный с умеренно теплым летом и умеренно холодной зимой. Почвы дерново-подзолистые, супесчаные. Грунтовые воды залегают на средней глубине. Видовой состав растительного мира разнообразен. На участке первый ярус принадлежит лиственным деревьям: рябина, ольха и т.д.. второй ярус представлен кустарником и маленькими деревцами.
Проводимые исследования имеют практическую направленность. Нами не только исследуются экологические особенности рыжих муравьев, выясняется их важная роль в природе, но и производится охранная деятельность муравейников
Источник
Урок Муравейник как модель экологических связей
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Тема урока: Муравейник как модель экологических связей
Цель урока: Создание условий для развития УУД и проявления творческих способностей обучающихся
Расширение знаний учащихся о многообразии класса насекомых
Развитие общеучебных умений
Формирование научного типа мышления
Расширение понятийного аппарата
Регулятивные: развитие умений выдвигать версии, определять цель, работать по плану
Познавательные : находить нужную информацию, анализировать, сравнивать, обобщать, устанавливать причинно-следственные связи
Коммуникативные : умение работать в группе, использовать ИКТ для достижения цели
Личностные: усвоение новых социальных ролей, вырабатывать мировоззренческие позиции, управлять своим эмоциональным состоянием
Тип урока: Экскурсия
Оборудование: лупы, линейки, пинцеты, лакмусовая бумага ,планшет, фотоаппарат, компас, копалки
Задает вопрос: «Кто, как вы думаете, всех сильнее?
-Назовите самого сильного животного.
-Кто из вас может поднять груз массой больше массы вашего тела в 52 раза?
Предлагает посмотреть материал, подготовленный группой энтомологов
Версии отсутствуют (?) А может ли быть такое
Умение организовать выполнение заданий учителя, сделать выводы
Умение слушать учителя и отвечать на вопросы, выдвигать гипотезы, умение работать в парах
Уважительно относиться к учителю, к одноклассникам
Умение выделять главное
-С какой целью мы пришли в лес?
В сотрудничестве с педагогом формулируют тему и цели
план работы, выполнять задания с поставленной целью.
Личностные: осознание возможности участия каждого человека в экспериментальной работе
Работа в группах
Раздает маршрутные листы с инструктивными карточками
Работают в группах:
Умение устанавливать причинно-следственные связи, владеть навыками контроля и оценки своей деятельности.
Умение организовать свою работу, делать выводы по результатам работы
Умение работать в составе творческих групп, умение строить эффективное взаимодействие с одноклассниками
Личностные: проявление интеллектуальных и творческих способностей
Создание положительного микроклимата для реализации индивидуальных способностей
Представление результатов деятельности
Проявление творческих способностей
Познавательные: овладение умением
оценивать информацию, выделять в ней главное.
Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников
Развитие навыков самооценки и самоанализа
Умение высказывать своё мнение
Выдвигал и обосновывал версии до 3баллов
Обобщал и дополнял 1 балл
Выполнял задания по маршрутному листу(оценка друг друга) до 5 балл
Представление результатов 1-2балл
Культура общения 1-2балл
12 — 13 баллов «5»
Инструктивная карточка № 1
Из раздела «Физическая география» вспомните правила определения частей света; из раздела «Растения» — способ определения сомкнутости крон деревьев.
1. Внимательно рассмотрите муравейник, обратите внимание на его расположение.
2. Измерьте размеры муравейника, определите его высоту и диаметр. Данные измерений занесите в дневник.
3. Рассмотрите наземную часть — купол муравейника. Определите его форму. Измерьте крутизну склона. Определите зависимость, между крутизной склона и количеством падающего на него света.
4. Зарисуйте муравейник и ответьте на вопросы: почему муравьи часто устраивают свое гнездо у пня или ствола дерева? Как по местоположению муравейника можно определить стороны света? Как по форме купола муравейника и крутизне его склона сделать прогноз о погоде в данный сезон?
Инструктивная карточка № 2
Из раздела «Растения» повторите материал о почве; из курса «Природоведение» — определение влажности, механического состава почв.
1. Выясните, из чего построен муравейник. Возьмите образцы строительного материала в пакеты.
2. Определите характер почв на участке, где расположен муравейник, и вдали от него (структура, степень утоптанности, температура и влажность). Для определения используйте табл.1-3.
Таблица 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ УТОПТАННОСТИ ПОЧВЫ
Лопата или нож при сильном ударе входят в почву на глубину не более 1 см
Лопата или нож при ударе входят на глубину 2-3 см; почва разламывается руками
Лопата или нож входят на глубину 5-6 см; почва легко разламывается руками
Таблица 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ
Почва похожа на пыль, не холодит руку; присутствие влаги не ощущается
Холодит руку, не похожа на пыль, при подсыхании немного светлеет
При подсыхании светлеет и сохраняет полученную форму; при сжимании комочка земли рука ощущает влагу; фильтровальная бумага, положенная на почву, становится влажной
При сжимании в руке превращается в тестообразную массу; вода смачивает руку, но не сочится между пальцами
При сжимании в руке из почвы выделяется вода, просачивающаяся между пальцами
3. Ответьте на вопросы:
— Почему на поверхности купола муравейника оказываются только мелкие частицы строительного материала?
— Как в муравейнике осуществляется терморегуляция?
— Существует ли связь между влажностью почвы и месторасположением муравейника?
— Какую роль играет деятельность муравьев в почвообразовании?
Инструктивная карточка № 3
Из раздела «Животные» вспомните особенности внешнего строения и биологии рыжего лесного муравья.
1. Приглядитесь внимательно к куполу муравейника. Понаблюдайте за поведением муравьев. Чем они заняты?
2. Отловите и поместите в пробирки по 5 особей муравьев, занимающихся различной деятельностью.
3. Внимательно рассмотрите их размеры, форму тела, особенности строения. Данные занесите в таблицу:
Особенности внешнего строения
4. Проведите близко над поверхностью муравейника рукой, взмахните веточкой или просто подуйте на муравейник. Понаблюдайте за поведением муравьев.
5. Подержите над растревоженным муравейником синюю лакмусовую бумажку. Понаблюдайте за изменением ее окраски. Чем это можно объяснить?
6. Посадите муравья себе на руку, некоторое время раздражайте его травинкой. Что вы ощущаете при этом? Как вы это можете объяснить? Какое значение имеет такое поведение муравья в его жизни, жизни всей муравьиной семьи?
7. Переместите муравья из одного муравейника в другой. Понаблюдайте за его поведением. Сделайте вывод.
Инструктивная карточка № 4
Из раздела «Растения» вспомните материал о биологических особенностях семян хохлатки, голубой пролески, марьянника; определение симбиоза; из раздела «Животные» — биологические особенности тлей. Из курса «Физическая география» повторите материал по теме «План местности».
1. Составьте план местности, на которой расположен обследуемый муравейник.
2. Приглядитесь к муравейнику. Обратите внимание на движение муравьев возле него. Определите основные направления движения муравьев. Нанесите эти направления на план местности.
3. Подсчитайте количество троп, отходящих от муравейника, определите их протяженность.
4. Понаблюдайте за муравьями, передвигающимися по тропам. Посмотрите, что они несут в муравейник. Сравните размер ноши с размерами самого муравья.
5. Установите, чем питаются муравьи. Для этого в течение 10 минут подсчитайте количество пищевых объектов, доставляемых в муравейник. Соберите их, данные занесите в таблицу:
Название объекта (растения, животные, их видовой состав)
Дома сделайте расчет о часовом, суточном, недельном, месячном рационе муравьев; на основе сделанного заключения сформулируйте вывод о роли муравьев в лесу.
6. Изучите видовой состав растений, произрастающих на пробной площадке (размер 50 * 50 см), в непосредственной близости от муравейника. Данные занесите в таблицу:
Количество на пробной площадке
Сделайте вывод о том, какую роль играют муравьи в распространении семян растений.
7. Отыщите поблизости от муравейника колонии тлей. Найдите в них муравьев. Вооружившись лупой, понаблюдайте за их действиями. Отловите несколько муравьев, возвращающихся от колонии тлей. Поместите их в пробирки. Внимательно рассмотрите их внешний вид, обратив особое внимание на размеры брюшка, окраску.
Ответьте на в о п р о с ы:
— Как можно охарактеризовать отношения муравьев и тлей?
— Какое значение имеет симбиоз для муравьев? тлей?
— Какой вывод можно сделать о характере взаимоотношений муравьев с другими организмами?
Источник